Понеділок, 23 листопада 2020

Навчання

Що, та як - приходять одночасно

Чорні діри продовжують нас дивувати: 10 нових фактів

1. Наші предки цілком могли бачити чорну діру в Чумацькому шляху

Близько 2 млн. років назад в центрі нашої галактики спалахнула надмасивна чорна діра. Наші предки, швидше за все, могли спостерігати цей об'єкт, що світиться. Зараз ця чорна діра не світиться, але тоді вона була активним галактичним ядром (АГЯ), тобто компактним центром галактики, що виробляє енергію і освітлюючим все навкруги. Чорна діра може бути джерелом АГЯ, оскільки її гравітаційне поле притягує матерію, утворюючи диск, який нагрівається і світиться.

2. Не кожен "космічний генератор» є чорною дірою

Упродовж десятиліть багато учених вважали, що ультрамощные джерела рентгенівських променів (ULX) - це результат поглинання чорними дірами зірок або іншої матерії. Чим більше чорна діра, тим більше вона споживає, тим потужніше випромінювання. Така була теорія. Потім в сусідній галактиці M82 астрономи випадково виявили пульсуюче джерело ULX. Проблема в тому, що пульсують не чорні діри, а пульсари (нейтронні зорі, що обертаються). Але пульсари в галактиці М82 в 100 разів яскравіше відповідно до їх маси (фізичний принцип "межа Еддингтона»). Вона не можуть бути джерелом ULX. Отже, астрономи вже не вважають, що кожне джерело ULX або "космічний генератор» є чорною дірою.

3. Чорні діри більше "ненажерливі», ніж передбачалося

До недавнього часу учені вважали, що розмір чорної діри визначається максимальною швидкістю, з якою вона може поглинати / робити випромінювання ("межа Еддингтона»). Зараз вже виявлена чорна діра Р13 в галактиці NGC7793, яка обертається навкруги звезды-сверхгиганта, поглинаючи її. Об'єкт P13 притягує газ своїй зірки-супутника в 10 разів швидше, ніж думали раніше. Вважається, що ця чорна діра в 15 разів менше Сонця, але в мільйон разів яскравіше. Як і пульсар М82, Р13 являється ULX, що не лише суперечить "межі Еддингтона», але і повністю його спростовує.

4. Надмасивні чорні діри численніші, ніж ми думали

Чорні діри бувають різних розмірів: від розміру з один атом до масивних (з масами більше, ніж один мільйон сонць у межах Сонячної системи). У окремих випадках зустрічаються надмасивні чорні діри. Колись вважалося, що вони можуть існувати тільки у великих галактиках, проте нещодавно астрономи встановили, що у багатьох карликових галактик є свої масивні чорні діри в центрі. Потім астрономи заявили, що вони виявили надмасивну чорну діру в надкомпактній карликовій галактиці M60 - UCD1. Маса цій центральною чорною складає 21 мільйонів Сонць (15% від загальної маси усієї галактики).

5. Швидке нарощування маси чорними дірами

Квазари - це центри найдальших галактик, що світяться. Їх вважають надмасивними чорними дірами з аккреционными дисками, що випускають щонайпотужніше рентгенівське випромінювання. Учені давно сушать голову над питанням, як чорна діра може розростатися з такою неймовірною швидкістю. Зараз дослідники вважають, що в ранньому Всесвіті існували холодні потоки газу, які були набагато щільніші за нинішні потоки. Молода чорна діра швидко і хаотично рухалася, притягуючи сусідню матерію. У міру свого зростання і нарощування маси чорна діра ставала ще більше "ненажерливою».

6. Чорні діри можуть завадити формуванню зірок

У зрілих галактиках масивні чорні діри можуть зупинити розвиток молодих зірок, випускаючи частки, випромінюючі радіохвилі. Рухаючись із швидкістю світла, вони не дають гарячому газу в галактиці охолодитися і перетворитися на нові зірки. Чому ж чорні діри в немолодих, еліптичних галактиках починають випромінювати частки? Пізніше було виявлено декілька компактних, молодих, але вмираючих галактик. Астрономи дійшли висновку, що бурхливий початок формування зірки розпочинається із зіткнення двох галактик з великою кількістю холодного газу. Енергія від цього процесу може підірвати будь-який газ, що залишився, що і зупиняє формування зірок.

7. Око Саурона доводить те, що чорні діри важать більше

Астрономи думають, що надмасивні чорні діри в центрах галактик на 40% важче, ніж вважалося раніше. Це пояснює те, чому "межа Еддингтона» не працює з деякими розрахунками по масі. Дослідники використали геодезичну техніку, щоб виміряти відстань до галактики NGC 4151, чия активна зона називається "Око Саурона», і отримали результат з точністю до 90%, вичисливши відстань між чорною дірою і пиловим кільцем на її орбіті, а потім і до ока Саурона (62 млн. світлових років). Це тепер дає можливість точніше виміряти масу надмасивних чорних дір.

8. Пояснення тому, чому джміль літає

До недавнього часу більшість дослідників гравітації вважали, що простір-час не може бути турбулентним. Це було спростовано трьома ученими, які вирішили перевірити, чи може гравітація поводитися як рідину і почали вивчати чорні діри, що швидко оберталися. Простір-час виявився менш в'язким навколо них, що збільшує можливість турбулентності. Результати досліджень можуть також допомогти зрозуміти турбулентність на Землі, у тому числі природу ураганів, зрушення вітру при русі літаків і навіть політ джмеля.

9. Таємниця зникнення в центрі галактики

Деякі астрономи вважають, що одна з таємниць космосу - це перетворення пульсарів на малі чорні діри. Принаймні, 50 таких загиблих зірок має бути в центрі Чумацького Шляху. Проте астрономи виявили тільки один пульсар. Одна з теорій зачіпає темну матерію, вважаючи, що гравітація пульсара може притягнути певні частки темної матерії, внаслідок чого темна матерія "роздуває» пульсар до величезних розмірів, а потім перетворюючи його на чорну діру. Пульсар стає настільки великим, що пробиває діру в тканині простору-часу і зникає.

10. Наш Всесвіт, можливо, є дітищем 4 - D чорної діри

Сумніву щодо теорії Великого вибуху полягають в тому, що наш Всесвіт походить від сингулярности, нескінченно щільної точки, яка "не грає» за правилами фізики. Фізики не розуміють сингулярности і не можуть пояснити, що викликало великий вибух. Була запропонована нова, цілком обгрунтована теорія. Учені стверджують, що наш Всесвіт - це зовнішній матеріал загиблою найновішою 4 - D зірки, чий внутрішній шар перетворився на чорну діру. Дослідники досі удосконалюють цю теорію, стверджуючи, що наше мислення обмежене 3 - D світом, а тому ми бачимо тільки верхівку реальності.